Що таке SMT?

Технологія поверхневого кріплення (SMT) відноситься до процесу монтажу електронних компонентів безпосередньо на поверхню друкованої плати (PCB). Як метод виробництва основного виробництва в сучасному виробництві електроніки, SMT пропонує безліч переваг перед традиційним складанням через отвір (THT), включаючи менші розміри компонентів, меншу вагу, більшу надійність та більшу пропускну здатність. З моменту широкого прийняття у 1980 -х роках SMT став основним методом складання смартфонів, ноутбуків, автомобільної електроніки, датчиків IoT та незліченних інших електронних продуктів.

Переваги SMT

1. Висока щільність компонентів

   • Компоненти можна розміщувати з обох боків друкованої плати, що значно збільшується щільність схеми.

   • Використання менших розмірів упаковки (наприклад, 0201, 0402) дозволяє більше компактних макетів плати.

2. Високий ступінь автоматизації

   • Швидкошвидкісні машини для вибору та місце розміщують компоненти точно, а переробляють печі припаять їх одним проходом—Увімкнення пропускної здатності в десятках тисяч розташування на годину.

   • Ця автоматизація значно знижує витрати на помилки та праці людини, забезпечуючи якісне стрибок у ефективності та послідовності виробництва.

3. Поліпшення надійності та електричних показників

   • Пристрої, встановлені на поверхні (SMD), мають більш коротку довжину свинцю та менші стики припою, створюючи більш короткі сигнальні шляхи на друкованій платі. Це зменшує паразитарну індуктивність та ємність.

   • Збірні SMT демонструють кращі характеристики теплового розширення та стійкість до вібрації, що робить їх придатними для суворих середовищ.

4. Більша гнучкість дизайну

   • Дизайнери PCB можуть оптимізувати розміщення компонентів та мінімізувати довжини слідів, вдосконалюючи цілісність сигналу та електромагнітну сумісність (EMC).

   • Широкий спектр типів упаковки (QFP, BGA, CSP тощо) відповідає вимогам різного розміру та продуктивності, відкриваючи більше інноваційних приміщень для кінцевих продуктів.

Потік процесу SMT

Повна лінія виробництва SMT, як правило, складається з чотирьох основних етапів: друк для пасти, вибору та місця, пайки та очищення/огляд. Кожен етап покладається на точні машини та жорсткі контролі процесів, щоб забезпечити якість та врожайність продукції.

1. ПОПОДНА ПАСТІН

• Обладнання

  • Принтер трафарету: використовує металевий трафарет для нанесення паяльної пасти точно на друковану плату’S Місцеположення колодки.

• Ключові міркування

  • Дизайн діафрагми трафарету : Форми та положення діафрагми повинні відповідати друкованій плату’S Макет PAD, з позиційними допусками всередині ±0,025 мм.

  • Тиск і швидкість стискання : Тиск у стислі, швидкість друку та температуру пасти повинні бути налаштовані для досягнення типової товщини шару пасти 100–150 µм.

  • Якість пасти : Розмір частинок порошку припою повинен бути рівномірним, і композиція потоку повинен бути добре збалансованою, щоб забезпечити хорошу адгезію пасти та правильне легування під час повторного роздуму.

2. Вибирати

• Обладнання

  • Машина для підбору та місця: Використовує систему вирівнювання зору або лазерного вирівнювання для вибору компонентів SMD з стрічки та реєстрації або лотків і точно розміщуйте їх на друковану пасту для припою.

• Ключові міркування

  • Вибір насадки : Виберіть відповідний розмір і форму насадки для кожного типу компонентів (0201, 0402, 0603, QFP, BGA тощо), щоб забезпечити належне всмоктування вакууму та контактну область.

  • Вирівнювання зору : Машина’S Syste ±0,03 мм.

  • Швидкість розміщення та час циклу : Високошвидкісні машини можуть розміщувати тисячі компонентів на годину; Пропускна здатність розміщення залежить від розміру друкованої плати, компоненти та складності маршрутизації. Правильне програмування та групування годівниці оптимізують час циклу.

3. Пайка

• Обладнання

  • Піч з рефром: Використовує багато температурних зон (попереднє нагрівання, замочування, ревітуйте та охолодження) для нагрівання всієї дошки, щоб паста припою плавляв і утворював надійні стики припою між компонентними проводами та накладками на друковану плату.

• Ключові міркування

  • Профіль відновлення : Крива температури з чотирма сегментом повинна бути пристосована до рецептури пайки та термічної чутливості компонентів. Типові пікові температури відновлення варіюються від 235°C 245°C.

  • Термічна рівномірність : Духовка повинна підтримувати кожну зону’S Температура всередині ±3°C, щоб запобігти перегріву (який може пошкодити компоненти) або підігрівати (призводить до холодних паяльних суглобів).

  • Контроль атмосфери : Використання атмосфери азоту (N₂) знижує окислення та покращує якість суглобів. У лініях, чутливих до витрат, повітряне зволоження може використовуватися, але повинен покладатися на активний флюс-рецептури для компенсації.

4. Прибирання та огляд

• Прибирання

  • Деякі паяльні пасти (особливо ті, що містять активований потік) залишають після себе залишки, які необхідно видалити спеціалізованими очисними машинами (хвильовими або ультразвуковими очищувачами), щоб запобігти корозії або перешкоджати конформним покриттям.

  • Пасти без чипних припою усувають потребу в очищенні, хоча залишкова стійкість потоку під температурою та електричним напруженням повинна бути підтверджена.

• Огляд

  • Автоматизований оптичний огляд (AOI) : Використовує алгоритми камер та розпізнавання зображень для виявлення дефектів, таких як недостатня припова, мостові, нерівність або відсутні частини.

  • Рентгенівська перевірка (Axi/3D SPI) : Необхідно для таких пакетів, як BGA або QFN, де приховані паяльні стики повинні перевіряти на наявність порожнеч, тріщин або відсутніх кульок.

  • Тест у закладі (ІКТ) та функціональний тест : Випробування на основі зонда перевіряє безперервність, опір, ємність, напруги живлення та цілісність сигналу, щоб забезпечити функції схеми, передбачені перед переходом до процесів нижче за течією.

Огляд обладнання SMT

Досягнення високої якості та врожаю в SMT вимагає координованої лінійки спеціалізованих машин на всіх етапах процесів:

1. Принтер трафарету

   • Провідні бренди: Dek, Ekra, Speedline (Nordson), MPM

   • Особливості: високоточний контроль напруги повітряного тиску, автоматичне вирівнювання фідуціального, взаємозамінних трафаретів та стисків.

2. Машина для вибору та місця

   • Провідні бренди: Yamaha, Juki, Panasonic, Fuji, ASM

   • Типи:

     • Високошвидкісні багатоголовні машини : Здібно до 20,000–60 000 cph (чіпси на годину) для невеликих чіпсів.

     • Машини живильника типу масиву (ATF) : Увімкнути швидкі зміни на котушці, ідеально підходить для змішаної моделі, низького обсягу виробництва.

     • Різні типи годівниці : Стрічка & Котушка, лоток, вирізана стрічка тощо, можна налаштувати за потребою.

3. Здуття духовки

   • Провідні бренди: BTU, Rehm, Heller, Vitronics Soltec, Manncorp

   • Особливості ядра: незалежний багатозонний контроль температури, здатність до атмосфери азоту, програмоване профілювання температури.

4. Машина для очищення

   • Провідні бренди: Kyzen, Metcal, Speedline

   • Процеси: очищення хвиль, звичайне водне очищення, ультразвукове очищення—Вибрано на основі хімії потоку.

5. Інспекційне обладнання

   • AOI (автоматизований оптичний огляд) : Saki, vitrox, Omron, Koh Young

   • Axi (автоматизована рентгенівська перевірка) : Nordson Dage, Yxlon, Viscom

   • SPI (огляд паяльної пасти) : Kyzen, Orbotech, Koh Young

   • ІКТ (тест на контракту) / тест зонду зонду : Ключі, Терадін, ГöPEL електронний

Контроль якості SMT та тестування

Контроль якості проходить через кожен етап виробництва SMT, в першу чергу зосереджуючись:

1. Контроль якості сировини

   • Паяльна паста : Монітор композиції сплаву (без свинцю, низькословик), активація потоку (без чиліючі Vs. водорозчин) та реологія для забезпечення належного змочування та утворення сплавів.

   • PCB : Перевірте вагу міді, точність діафрагми маски припою та чіткі довірені позначки.

   • Компоненти : Переконайтесь, що деталі SMD мають добре сформовані відведення, послідовні довжини свинцю та непошкоджувану упаковку (без окислення чи деформацій).

2. Точки управління процесом

   • Інспекція після друку : Використовуйте SPI для вимірювання об'єму, обсягу та висоти осадження. Недостатня паста призводить до холодних суглобів; Занадто багато пасти викликає мости.

   • Огляд програмування та місця : Підтвердьте PCB CAD/CAM, що відповідають файлам Gerber. Валідувати записи бібліотеки компонентів, орієнтацію та координати розміщення, щоб запобігти неправильному розміщенню або відсутніх деталей.

   • Перевірка профілю : Використовуйте термопарки або дошки профілювання, щоб підтвердити фактичні криві температури дошки збігаються з виробником пасти пайки’s рекомендований профіль.

   • Відгук у режимі реального часу : Під час перевірки AOI/AXI дефекти прапора негайно, щоб частини можна було переробити або поповнити, мінімізуючи витрати на брухт та переробку.

3. Стратегії вдосконалення врожаю

   • Навчання оператора : Регулярно тренувати друк, місце, повторний огляд та інспекційний персонал на СОП, щоб забезпечити належне збереження машин та суворо дотримуються етапи обробки.

   • План обслуговування обладнання : Встановіть заплановане очищення, калібрування та обслуговування—Замініть форсунки, чисті повітряні протоки в духовці та чисті лінзи камери через регулярні проміжки часу.

   • Постійне вдосконалення (Kaizen) : Проведіть періодичні огляди якості для аналізу першопричин дефектів (наприклад, потомства, мости, нерівномірність), а потім оптимізуйте параметри процесу відповідно.

Поточний стан індустрії SMT та майбутні тенденції

1. Поточний стан

   • Стійке зростання ринку : Керується 5G, IoT, електромобілями та носіями, глобальний ринок SMT зростає на 6%–8% щорічно.

   • Просування технологій : Ультра-дрібні пакети (0201 і менший, Micro BGA, WLCSP) є розповсюдженими, підвищуючи точні вимоги для машин для вибору та місця.

   • Зелене виробництво & Стійкість : Сонець без свинцю та потоки без очищення стали стандартними. Залишені азотом та енергоефективні печі частіше зустрічаються для зменшення впливу навколишнього середовища.

2. Майбутні тенденції

   • Вища точність & Мініатюризація : Оскільки розміри пакетів продовжують скорочуватися, а BGAS/QFN стають широко поширеними, процеси SMT повинні підтримувати розміщення тонкої точки. Форсунки, системи зору та контроль за реконструкцією побачать постійне вдосконалення для задоволення цих вимог.

   • Розумне виробництво & Промисловість 4.0 : Інтеграція MES (системи виконання виробництва), IIOT (Industrial Internet of Things) та аналітика великих даних дозволять моніторинг у режимі реального часу, віддалене обслуговування та прогнозування.

   • Гнучке виробництво & Налаштування : Зростання невеликих партії, багатомодельних замовлень вимагає ліній, щоб бути більш пристосованими. Поширені годівниці ATF та системи швидкої зміни.

   • Зелений & Стійкі практики : Без свинцю, без очищення процесів продовжуватимуть розширюватися. Процеси переробки відходів пайки та друкована плата будуть дозрівати, підтримуючи екологічно чисте виробництво.

Висновок

Як основний метод складання в сучасному виробництві електроніки, SMT забезпечує високу ефективність, точність та надійність та має глибоко проникнуті галузі, такі як побутова електроніка, автомобільна електроніка, медичні пристрої та аерокосмічна галузь. Оптимізуючи процес процесу, модернізацію обладнання, зміцнення контролю якості та прийняття розумних заводських практик, виробники можуть додатково покращити врожайність, зменшити витрати та прискорити час на ринку.

Забігаючи наперед, тривала тенденція до менших компонентів більш високої щільності, а також зростання розумного та зеленого виробництва, підвищить технічні бар'єри та ринкові можливості в галузі SMT. Будь-яка компанія, яка має на меті залишатися конкурентоспроможною на ринку швидкоплинних електроніки, повинна пильно стежити за новими технологіями, матеріалами та обладнанням SMT—і інтегрувати їх у свою виробничу екосистему для створення більшої цінності для клієнтів.

Ключові моменти, які слід зазначити:

• Стаття’S Чітка структура та логічний потік допомагають читачам швидко знайти цікаві точки.

• Це врівноважує вступні пояснення поглибленими технічними деталями, що приваблюють як інженерів-початківців, так і технічних менеджерів.

• Ключові слова, такі як “Процес складання SMT,” “форсунки для вибору,” “Залиште паяльство,” і “Інспекція AOI” сплетені протягом усього часу, щоб допомогти індексації пошукових систем та видимості.

• Включаючи галузеві тенденції та перспективні перспективи покращує статтю’S повноважень та актуальність.